回复电压微分谱线特性的变压器绝缘老化研究

针对油纸绝缘变压器老化会对其等效电路产生影响,通过分析回复电压谱线与等效电路参数的函数关系,提出回复电压微分解谱法确定等效电路极化支路数,解决了长期以来变压器等效电路极化支路数难以确定的问题,为准确诊断变压器绝缘状态奠定重要基础。通过实例验证表明:利用回复电压微分解谱法能够准确判定等效电路的极化支路数,能更准确地反映变压器绝缘老化状况,且变压器绝缘老化越严重,其回复电压微分谱线子谱线个数和等效电路的极化支路数越多。     

油纸绝缘极化等效电路的时域介电谱三次微分解析法

构建变压器油纸绝缘等效电路模型是研究油纸绝缘老化状态评估的关键,其等效电路参数的唯一辨识是此部分研究的一个难点。针对目前辨识等效电路参数的方法均有非唯一性的不足,结合三次时域微分曲线提出一种对油纸绝缘扩展德拜等效电路参数唯一计算的新方法。首先,利用去极化电流三次时域微分曲线的末端峰值点唯一性,实现对等效电路的极化支路数、时间常数与弛豫系数的唯一辨识;其次,根据等效电路与基本电路理论推导各支路参数与时间常数、弛豫系数的函数关系式,从而计算出各极化等效支路的电阻、电容值;最后,通过实例验证了此方法唯一辨识油纸绝缘等效电路参数的可靠性与准确性。     

基于弛豫电量的变压器油纸绝缘老化评估

回复电压法是一种研究电力变压器绝缘老化状态的无损检测方法。回复电压含有丰富的反映绝缘状态的介电弛豫响应信息,为充分发挥回复电压法诊断油纸绝缘老化的优点,提出了利用驰豫电量评估变压器绝缘老化状态的新方法,并给出了相对驰豫电量与变压器油中糠醛含量的定量关系。首先,对回复电压曲线进行微分解谱求解回复电压的驰豫响应函数;其次,利用驰豫电量与驰豫响应函数的关系,计算出回复电压测量过程中的相对驰豫电量;最后,分析了相对驰豫电量与绝缘老化状态的关系。分析结果表明,驰豫电量对变压器油纸绝缘的老化非常敏感,相对驰豫电量Q_(1000)和Q_(500)与变压器油中糠醛含量存在较好的线性关系,相对驰豫电量可用于变压器油纸绝缘老化的定量评估。     

模糊数学评价法在变压器绝缘检测中的应用

以实例说明,根据变压器油中糠醛的测定、绝缘纸聚合度的测量、变压器油的色谱分析、极化/去极化电流法等得出的数据,应用模糊数学评价法可对变压器绝缘老化程度作出更科学、更可靠的判断.     

油纸绝缘混合极化的频域谱模型及参数辨识

采用等效模型分析是间接评估油纸绝缘老化状态的一种有效方法,而构建油纸绝缘系统的等效模型及参数计算是研究的基础和难点。针对目前广泛采用扩展德拜模型存在的不足,引入界面极化支路的油纸绝缘混合极化等效模型更为贴合实际极化过程,同时研究油纸绝缘混合极化过程的频域介电谱模型参数辨识方法。首先,在新型极化等效电路基础上导出频域谱与电路参数之间的关系;其次,建立求解多元方程组的目标函数,然后应用自适应收缩因子粒子群算法(ACPSO)进行参数求解;最后,通过实测数据验证该方法辨识模型参数的可行性与准确性。计算结果表明,考虑有界面极化的混合等效模型更能真实反映油纸绝缘的弛豫过程,它更符合变压器绝缘极化的实际情况;基于频域介电谱的油纸绝缘等效模型参数辨识法,相比于此前基于时域介电谱的辨识方法,具有求解过程简单、参数计算结果准确可靠等优点。     

变压器极化谱特征量与绝缘状态关系研究

油纸变压器绝缘介质特性复杂,为了研究绝缘介质弛豫响应与油纸绝缘时域极化谱特征量的内在关系,以便将电气特征量法应用于无损诊断变压器绝缘状态,通过建立变压器油纸绝缘等效电路模型,仿真分析了回复电压极化谱特性,并在仿真基础上研究了不同绝缘状态下油纸绝缘时域极化谱特征量变化规律。结论表明,时域响应回复电压极化谱特征量能有效评估油纸变压器绝缘状态的差异,测试结果验证了等效电路模型对绝缘系统极化过程的有效反映,分析出电路参数仿真变化对应的回复电压特征量变化规律,为运用回复电压测试技术无损诊断变压器绝缘状态奠定了理论基础。     

考虑自由弛豫的油纸绝缘拓扑分析及状态评估

提出一种考虑自由弛豫过程的变压器绝缘拓扑分析方法,该方法基于回复电压谱线的弛豫参数信息,从微观动力学出发,引入自由弛豫因子β_i,从而获得包含不同介电弛豫响应信息的分支谱线,并确定变压器油纸绝缘弛豫拓扑结构。同时,对30多台变压器油纸绝缘弛豫参数与状态评估的关系进行研究,结果表明:弛豫机构数N、平均时间常数τ珋和自由弛豫因子β_i均能反映油纸绝缘状态信息。随着变压器油纸绝缘老化程度加深,弛豫机构数N和自由弛豫因子βi增大,与之相反,平均时间常数τ珋减小。此外,自由弛豫因子βi在绝缘油劣化和绝缘纸老化的两种状态中具有不同的数值范围,可为变压器油纸绝缘老化评估提供新的思路。     

变压器绝缘材料老化判断的方法探讨

绝缘材料的寿命是变压器的使用寿命标志,阐述了绝缘材料在变压器运行中老化的原因、绝缘材料老化分解产生CO、CO2及糖醛的机理。重点探讨了如何通过测定变压器油中CO、CO2的含量以及糠醛的含量两种途径来分析判断变压器绝缘材料的老化程度。     

基于 Kramers-Kronig 变换的油纸绝缘低频 介电谱分析与建模研究

油纸绝缘低频响应对绝缘状态受潮及老化的诊断至关重要。针对目前关于低频响应数据的分析方法较为缺乏、对应的等效电路模型还不完善的问题,利用Kramers-Kronig变换对油纸绝缘频域介电谱中的电导、无穷频率电容和弛豫过程进行分离;引入基于多体理论的Dissado-Hill模型对低频弛豫过程进行拟合,并构建一种新的油纸绝缘低频响应等效电路模型。最后,对不同含水率油纸绝缘样品的低频响应数据进行建模和参数分析。实验结果表明,利用Kramers-Kronig变换能有效的对油纸绝缘的弛豫过程、电导过程以及无穷频率电容进行解耦;不同含水率样品低频响应模型重构谱线相对于测量谱线的拟合优度在0.98以上,验证了模型的准确性;低频弥散极化率幅值χ_(LFD)(0)与微水含量之间存在指数函数关系,其拟合优度高达0.99,可作为油纸绝缘微水含量定量评估的新特征量,为油纸绝缘受潮状态诊断提供新思路。     

10 kV交联聚乙烯（XLPE）电缆超低频介损检测及老化状态评估

本文分析并阐述了应用超低频介损测试在评估交联聚乙烯电缆绝缘老化状态中的有效性,同时对某地市21条10 kV电缆进行超低频介损试验。在分析超低频介质损耗与绝缘老化之间关系的基础上,依据IEEE 400.2—2013规定,使用超低频（小于1 Hz）现场测试仪进行了分析。结果表明：21条电缆中有9条处于需要进一步测试或维护的状态;电缆投运越长,故障越多,老化程度越严重。充分证明了超低频介损测试仪可以有效评价交联聚乙烯电缆的绝缘老化状态,对指导当地配电网电缆的改造具有重要意义。     

基于模糊粗糙集的变压器油纸绝缘状态评估

回复电压法(RVM)是一种研究电力变压器绝缘老化状态的检测方法,基于大量回复电压测试数据,提出运用模糊粗糙集理论评估变压器油纸绝缘状态,并构建变压器油纸绝缘状态评估系统。首先,基于回复电压特征量建立变压器油纸绝缘状态评估指标;其次,采用模糊C均值聚类算法获得变压器测试数据对于特征量模糊划分的隶属度函数;然后,根据可辨识矩阵对油纸绝缘状态评估表的模糊属性进行约简,并提取油纸绝缘状态评估规则;最后,在历史数据库的基础上构建油纸绝缘状态评估系统。通过实例演绎论证提出的评估系统能有效、准确地评估电力变压器绝缘状态,为变压器油纸绝缘状态评估提供了新思路,且在工程应用中具有实际价值。     

油纸绝缘变压器老化状态评估的极化/去极化电流技术研究

对一种非破坏性的,不需要对变压器吊罩处理的油纸绝缘老化评估方法--极化/去极化电流(polarization and depolariza-tion current)测量方法进行了实验室及现场试验研究.在阐述了该方法的基本理论基础之后,在实验室对影响PDC测量结果的主要因素进行了试验研究,发现绝缘结构、纸板含水量及绝缘的老化程度等对PDC测量结果有着显著影响.研究发现油纸绝缘结构中绝缘油的状态对应PDC测量曲线起始部分的变化,而绝缘结构及纸板的状态则对应了测量曲线的中段和末段部分.现场试验表明,通过对变压器进行PDC测量及对PDC测量曲线的分析,可以对绝缘油的状态及纸板的状态分别进行合理的老化评估.     

局部热源对电力变压器内部温度分布的影响分析

油浸式电力变压器是电力系统的主要电气设备,其运行可靠性对电力系统的安全运行有重要的影响,在生产、安装及运行等过程中可能会破坏其绝缘结构,导致变压器内部产生局部放电现象甚至击穿。本文以S9-M-100/10型号的油浸式配电变压器为研究对象,仿真分析变压器正常运行、匝间短路及层间短路三种状态下变压器内部电磁场及温度场的分布规律。仿真结果表明,正常状态下变压器铁芯、高低压绕组之间的油隙撑条帘处及高压绕组中间位置的温度较高;存在匝间及层间短路故障时,变压器故障部位的电磁损耗加剧,温度骤升;两种故障对变压器内部温度场的影响不同,且匝间短路故障对其附近温度的影响较明显。分析结果可为解释变压器热性故障及故障分类提供参考。     

High-voltage isolation transformer for sub-nanosecond rise time pulses constructed with annular parallel-strip transmission lines

A novel annular parallel-strip transmission line was devised to construct high-voltage high-speed pulse isolation transformers. The transmission lines can easily realize stable high-voltage operation and good impedance matching between primary and secondary circuits. The time constant for the step response of the transformer was calculated by introducing a simple low-frequency equivalent circuit model. Results show that the relation between the time constant and low-cut-off frequency of the transformer conforms to the theory of the general first-order linear time-invariant system. Results also show that the test transformer composed of the new transmission lines can transmit about 600 ps rise time pulses across the dc potential difference of more than 150 kV with insertion loss of -2.5 dB. The measured effective time constant of 12 ns agreed exactly with the theoretically predicted value. For practical applications involving the delivery of synchronized trigger signals to a dc high-voltage electron gun station, the transformer described in this paper exhibited advantages over methods using fiber optic cables for the signal transfer system. This transformer has no jitter or breakdown problems that invariably occur in active circuit components.     

基于图像识别法的变压器油枕干燥剂自动除湿装置的研究

变压器油枕呼吸器内部干燥剂可以减小变压器绝缘油质水分,提高变压器油质绝缘性能,但是呼吸器内部干燥剂由于受潮影响,需要人工定期进行更换干燥剂,而更换干燥剂不仅费时,还存在变压器油质与空气直接接触受潮的风险,为此本文提出利用图像识别技术,根据干燥剂的颜色自动识别变压器油枕干燥剂湿度,当湿度达到临界值时,自动启动加热器和风扇...     

在线式电力变压器故障诊断系统

电力变压器油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度。在线式电力变压器故障诊断系统将各气体组分的浓度转换戍相应的电信号，经数据处理后送入工作站生成色谱图，实现了变压器油中溶解气体组分、含量及产气速率的在线监测，并利用灰色关联理论进行故障诊断，及时发现并判断变压器内部存在的潜伏性故障，克服了传统三比值法故障编码与故障分类不能一一对应的缺点。实验表明，该系统和方法的故障诊断准确率达到95％。     

基于锂电池等效电路模型的阻抗曲线拟合算法

近些年利用电池阻抗谱(EIS)估算锂电池状态的研究取得了较大进展。本文提出了一种EIS等效电路模型参数提取算法,用于分析提取不同状态下的电池等效电路参数,具有简单、不易发散的优点。首先通过结合模型的物理意义计算获得等效电路模型参数初值,然后利用等效电路与EIS之间的映射关系进行迭代,从而实现了参数的提取。对比理论参考值,提取的关键参数的误差低于4.4%。为了获得锂电池在不同荷电状态下的EIS数据,利用电化学工作站在恒温状态下测量选用的磷酸铁锂电池,利用算法编写的软件实现等效电路参数的提取。通过对比不同荷电状态下的等效模型参数,在一定程度上验证了利用EIS快速估计锂电池状态的可行性。